JP5616112B2 - 車両用エアサスペンション式シート支持装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両が備えるシートをエアスプリングを用いて支持する車両用エアサスペンション式シート支持装置に関する。

中型・大型トラックやバス等の大型自動車のブレーキ装置としてエアブレーキ装置が用いられているが、このエアブレーキ装置に供給する空気を、運転席等のシートのクッションに利用したエアサスペンション式シート支持装置が知られている（特許文献１，２等参照）。

公知のエアサスペンション式シート支持装置は、シャーシ等の固定部材に固定されるロアフレームの上方にリンク機構を介してアッパーフレームが上下動可能に支持され、アッパーフレームに車両用シートのシートクッションが固定される構成が多い。リンク機構としては２本のリンクバーをＸ字状に組んだ伸縮自在なＸリンクを左右一対の状態で備えたものが一般的であり、ロアフレームとアッパーフレームとの間に、シートに着座した乗員の荷重をアッパーフレームを介して受けるエアスプリングが配されている。そして、シートに入力される上下方向の振動に応じて、エアスプリングに空気を供給したり、エアスプリングから空気を排出したりするバルブが設けられており、このバルブの作用によって、シート高さ（シートクッションの着座面の高さ）が一定に保たれながら振動が吸収され、快適な乗り心地が得られるようになっている。

従来のエアサスペンション式シート支持装置は、上記のバルブとエアサスペンションの組み合わせにより、乗員の体重が変化しても空気圧を利用してシート高さを自動的に一定に保持する機能（シート高さ一定機能）とともに、体格に合わせてシート高さを変更して設定することのできる機能（シート高さ設定機能）を有しているものがある。また、必要に応じてサスペンション機能をロックさせ、シートが上下動しないようにするサスペンションロック機構を備えたものもある。従来のサスペンションロック機構は、リンク機構の可動部位に留め金具をかけて固定するといったものが一般的である。

特許第２５９７１７１号公報 特開平５−１３１８６９号公報

上記従来のサスペンションロック機構では、留め金具でリンク機構の可動部位を固定するため、シート高さが常に決まった高さでしかサスペンションをロックすることができないものであった。すなわち、好みのシート高さでサスペンションをロックさせることができなかった。また、エアスプリングは体重に釣り合って作動するため、乗員が替わって体重が異なると、エアスプリングの圧力によって留め金具に大きな負荷がかかってロック解除のための操作力が大きくなってしまい、大きな外力を与えないと留め金具を外すことができなくなるという問題があった。この不具合は、エアスプリングのエア抜けによっても生じるものである。

よって本発明は、任意のシート高さ（すなわちサスペンション高さ）でサスペンションをロックさせることができるとともに、ロック解除のための操作力を軽減することができる車両用エアサスペンション式シート支持装置を提供することを目的としている。

本発明の車両用エアサスペンション式シート支持装置は、ロアフレームと、このロアフレームの上方に配され、車両用シートを支持するアッパーフレームと、前記ロアフレームに対して前記アッパーフレームを上下動可能に支持し、アッパーフレームの上下動に伴い水平方向に移動してサスペンション高さ位置を伝達する位置伝達体を有するリンク機構と、空気供給源から空気が供給され、前記アッパーフレームが上方から受ける荷重を受けるとともに、アッパーフレームの高さを調節するエアスプリングと、このエアスプリングの振動を吸収するダンパと、前記位置伝達体に対して相対移動可能に設けられ前記エアスプリングに対する空気の供給・排出を行うバルブを有するとともに、前記相対移動が生じることによってこのバルブを開閉させるバルブ開閉手段を有する前記アッパーフレームの高さ位置を調節するシート高さ調節手段と、前記リンク機構の動作をロックして前記サスペンション高さ位置を固定するサスペンションロック手段とを備えた車両用エアサスペンション式シート支持装置において、前記サスペンションロック手段は、前記位置伝達体に係合され該位置伝達体の移動に伴って動き、第１のギヤが形成された第１のロック部材と、駆動部によって駆動され、この駆動部によって駆動された時に前記第１のロック部材の前記第１のギヤに噛み合う第２のギヤを有する第２のロック部材とを備え、前記第１のロック部材は前記位置伝達体の移動に伴って回転し、かつ、前記第２のロック部材は前記駆動部に駆動されると回転するように支持されており、前記第２のロック部材と前記駆動部とがリンクで連結されていることを特徴とする。

本発明のサスペンションロック手段によると、リンク機構が作動しサスペンション高さが変位するに伴って水平方向に移動する位置伝達体とともに、第１のロック部材が動く。そして、駆動部によって駆動された第２のロック部材の第２のギヤが第１のロック部材の第１のギヤに噛み合うと第１のロック部材はロックされ、したがって位置伝達体は移動不能となり、サスペンションがロックされる。第１のロック部材の動く範囲において第１のギヤに第２のロック部材の第２のギヤを噛み合わせることにより、任意のシート高さでサスペンションをロックさせることができる。また、ロック解除の操作をエアスプリングの圧力を直接受けずになすことが可能なので、ロック解除のための操作力を軽減することができる。また、第１のロック部材が位置伝達体の移動に伴って回転し、かつ、第２のロック部材が駆動部に駆動されると回転するように支持されており、第２のロック部材と駆動部とがリンクで連結されているため、リンクの作用で第２のロック部材を回転させる駆動部の力を軽減させることが可能であり、小型化・軽量化が図られる。

また、本発明は、前記駆動部はエアシリンダであり、このエアシリンダに前記空気供給源から駆動用の空気が供給される形態を含む。この形態によれば、駆動部の駆動源を別途設ける必要がなく、小型化・軽量化が図られる。

また、本発明は、前記バルブを開閉させる操作部を有し、前記駆動部は該操作部で作動させられ、前記位置伝達体の移動をロックさせた作動時において、該操作部を操作不能として前記バルブの開閉を停止させる操作部ロック手段を有している形態を含む。この形態によれば、サスペンションをロックさせた時にはエアスプリングに空気は供給されずエアスプリングは作動しない。このためサスペンションロック手段はエアスプリングが作動することでリンク機構の位置伝達体から負荷を受けることがない。その結果、サスペンションロック手段の第２のロック部材を作動させる操作力を小さくすることができる。

本発明によれば、任意のシート高さでサスペンションをロックさせることができるとともに、ロック解除のための操作力を軽減することができるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るシート支持装置の全体を示す斜視図である。 同装置の平面図である。 同装置の側面図であってリンク機構が縮小した状態を示している。 同装置の側面図であってリンク機構が伸張した状態を示している。 同装置が具備するハイト装置（シート高さ調節手段）の斜視図である。 ハイト装置の側面図である。 ハイト装置の平面図であって、（ａ）シートが低い状態、（ｂ）シートが高い状態を示している。 ハイト装置のバルブ開閉作用を示す平面図である。 サスペンションアッパー方向ロック機構の円板ギヤの作用を説明するための平面図である。 ダイヤルで操作するシート高さの段数１〜９に対するサスペンションアッパー方向ロック機構が作動した際のシート停止高さ位置を示す線図である。 ロアフレームに連結された一実施形態のサスペンションロック手段を示す（ａ）平面図、（ｂ）側面図である。 一実施形態のサスペンションロック手段の一部を示す（ａ）平面図、（ｂ）側面図である。 一実施形態のサスペンションロック手段の全体を示す（ａ）平面図、（ｂ）側面図である。 一実施形態のバルブおよびサスペンションロック手段を作動させるダイヤルの平面図であり、（ａ）サスペンションのロック解除状態、（ｂ）サスペンションロックの状態を示す。

以下、図面を参照して本発明に係る車両用エアサスペンション式シート支持装置（以下、シート支持装置）の一実施形態を説明する。

（１）基本構成
図１は一実施形態のエアサスペンション式シート支持装置を示す斜視図であり、図２は平面図、図３および図４は側面図である。このシート支持装置は、互いに平行なロアフレーム１０およびアッパーフレーム２０と、ロアフレーム１０に対しアッパーフレーム２０を上下動可能に支持するリンク機構３０と、エアスプリング４１と、オイルダンパ４２と、バルブ７０を有するハイト装置５０とを備えたエアサスペンション１を主体としている。なお、参照図面で矢印Ｆは車両の前方、矢印Ｒは車両の後方を示している。

アッパーフレーム２０には、車両用シートのシートクッションが固定される。図１および図４で符号２は、シートクッションの右側のサイドフレームである。図３はエアサスペンション１が縮小してアッパーフレーム２０が下がりシートが下方に位置付けられた状態を示し、図４はエアサスペンション１が伸張してアッパーフレーム２０が上がりシートが上方に位置付けられた状態を示している。フレーム１０，２０間には、シートを介してアッパーフレーム２０が上方から受ける荷重を受けるとともにアッパーフレーム２０の高さを調節する上記エアスプリング４１と、このエアスプリング４１の振動を吸収する上記オイルダンパ４２が配設されている。そして、アッパーフレーム２０には、ハイト装置５０が設置されている。

ロアフレーム１０は、車両に組み込まれた状態で、車両の前後方向に延びる左右一対のレールメンバー１１と、レールメンバー１１の前端どうし、および後端どうしを連結する左右方向に延びる前後一対の横メンバー１２とを備えている。ロアフレーム１０は、車両のシャーシに対してほぼ水平な状態に固定される。また、ロアフレーム１０の上方に平行に配設されたアッパーフレーム２０もロアフレーム１０と同様の構成であって、前後方向に延びる左右一対のレールメンバー２１と、レールメンバー２１の前端どうし、および後端どうしを連結する左右方向に延びる前後一対の横メンバー２２とを備えている。レールメンバー２１の中間には、左右方向に延びる補強メンバー２３が架け渡されて固定されている。なお、以下の説明で前後・左右・上下といった方向は、当該シート支持装置が車両に組み込まれた状態での方向と定義する。

リンク機構３０は、２本のリンクバー３１，３２がリンク軸３３を介してＸ状に組まれた左右一対のＸリンク３４を備えている。リンクバー３１，３２はリンク軸３３を支点として相対回転自在とされている。

左右のＸリンク３４の、前方に向かうにつれて上方に延びるように傾斜する前上がり側の各リンクバー３１の後端（下端）は、左右方向に延びる後下側固定軸３５を介して連結されているとともにロアフレーム１０に回転自在に取り付けられている。また、前上がり側の各リンクバー３１の前端（上端）は、左右方向に延びる前上側可動軸３６を介して連結された状態となっている。

一方、各Ｘリンク３４の、前方に向かうにつれて下方に延びるように傾斜する前下がり側の各リンクバー３２の後端（上端）は、左右方向に延びる後上側固定軸３７を介して連結されているとともにアッパーフレーム２０に回転自在に取り付けられている。また、これら前下がり側の各リンクバー３２の前端（下端）は、左右方向に延びる前下側可動軸（位置伝達体）３８を介して連結された状態となっている。

前上側可動軸３６は、両端に取り付けられたローラ３６ａを介して、アッパーフレーム２０の左右のレールメンバー２１に沿って前後方向に移動自在に支持されている。また、前下側可動軸３８も同様に、両端に取り付けられたローラ３８ａを介して、ロアフレーム１０の左右のレールメンバー１１に沿って前後方向に移動自在に支持されている。

リンク機構３０は、上記のリンクバー３１，３２からなる左右一対のＸリンク３４、各固定軸３５，３７、ローラ３６ａ，３８ａがそれぞれ両端に取り付けられた各可動軸３６，３８から構成されている。図１に示すように、左右のＸリンク３４にあっては、前上がり側のリンクバー３１が前下がり側のリンクバー３２の内側に配されている。エアサスペンション１は、後下側固定軸３５を支点として、前上側可動軸３６と後上側固定軸３７が互いに接近しながら上方に移動してリンク機構３０が立ち上がって伸張したり、前上側可動軸３６と後上側固定軸３７が互いに離間しながら下方に移動してリンク機構３０が折り畳まれて縮小したりするように作動する。エアサスペンション１が上方に伸張する際には、各可動軸３６，３８は、レールメンバー１１，２１に沿って後方に移動して各固定軸３５，３７に接近し、エアサスペンション１が縮小する際には、レールメンバー１１，２１を前方に移動して各固定軸３５，３７から離間する。

上記エアスプリング４１は、ロアフレーム１０内におけるリンク軸３３の後側のスペースに配設されている。このエアスプリング４１には、例えば車両のエアブレーキ装置を構成するエアコンプレッサ（空気供給源）から圧縮空気が供給されるようになっている。エアスプリング４１は、空気が供給されると上方に膨出し、排気されると下方に縮小する。エアスプリング４１の上方には、アッパーフレーム２０の上下動に追従して上下動する受圧板１３（図２および図４参照）が設置されており、この受圧板１３にかかる上方からの荷重がエアスプリング４１で受けられるようになっている。

上記ハイト装置５０は、上記空気供給源から送られる空気をエアスプリング４１に供給したり、エアスプリング４１内の空気を排出したりするバルブ７０を有している。このバルブ７０が給気状態になってエアスプリング４１に空気が供給されると、上記受圧板１３およびリンク機構３０を介してアッパーフレーム２０が上昇させられ、シートクッション（以下、単にシートと言う）が上昇するようになっている。また、バルブ７０が排気状態になると、シートに着座する乗員の荷重によりエアスプリング４１から空気が排出され、これによりシートが下降するようになっている。

上記オイルダンパ４２は、一端部が一方のＸリンクの前上がり側のリンクバー３１に固定された左右方向に延びるピン３９ａに、また、他端部が前下側可動軸３８に取り付けられたブラケット３９ｂに、それぞれ回転自在に装着されている。このオイルダンパ４２によりエアスプリング４１が作動した際に生じる振動が吸収され、エアサスペンション１の伸張・縮小の動作が緩衝されるようになっている。

以上が、一実施形態のシート支持装置の基本構成である。このシート支持装置においては、アッパーフレーム２０内におけるリンク軸３３の前側のスペースに、バルブ７０の開閉によってシート高さを調節するハイト装置５０が配設されている。以下、このハイト装置５０について説明する。

（２）ハイト装置
図５に示すように、ハイト装置５０は、アッパーフレーム２０の前部下方に配設されたバルブフレーム５１を有している。このバルブフレーム５１は全体が前後方向に長い平面視長方形状で、前上側可動軸３６の下方に水平に配されている。バルブフレーム５１は、下板５１Ａの上方にスペースを空けて上板５１Ｂが平行に組み合わされて互いに固定されたもので、下板５１Ａの立ち上がった前端部がアッパーフレーム２０の前側の横メンバー２２に固定され、下板５１Ａの後端部がブラケット５２を介して補強メンバー２３に固定されている。上板５１Ｂには、前後方向に延びる長孔５１ｂが形成されている。

上記バルブ７０は、バルブフレーム５１の内部、すなわち下板５１Ａと上板５１Ｂとの間のスペースの後部に配されている。バルブ７０は、図６〜図８に示すように直方体状の筐体７１を有しており、筐体７１の内部には、図８に示すように常閉式の給気弁７２および排気弁７３が前後に配列されている。バルブ７０の筐体７１には、バルブフレーム５１に設けられた前後方向に延びるガイドロッド５３が貫通されており、バルブ７０はこのガイドロッド５３に沿って前後方向に摺動可能とされている。バルブ７０はガイドロッド５３に沿って前後方向に移動可能ではあるものの、ガイドロッド５３に外装された圧縮コイルばね５３ａによって常に前方に付勢されている。

バルブ７０の右側（図８で上側）の側面の前側（図８で左側）には、給気弁７２を開く給気弁棒７２Ａが突出しており、後側には、排気弁７３を開く排気弁棒７３Ａが突出している。これら弁棒７２Ａ，７３Ａは常に右側に突出する方向に付勢されており、付勢力に抗して内部方向に押し込まれることによって給気弁７２および排気弁７３は開状態となる。また、バルブ７０の左側の側面の前側には、上記空気供給源から圧縮空気をバルブ７０内に導入する配管が接続される給気口７２Ｂが設けられており、後側には、空気を排出して上記エアスプリング４１に送出する配管が接続される排気口８３Ｂが設けられている。

バルブフレーム５１内のバルブ７０の上方には、第１カム（バルブ開閉手段）５５が配されている。この第１カム５５は、バルブ７０の筐体７１の上面におけるガイドロッド５３よりも右側に設けられた第１カム軸５５ａに回転可能に支持されている。第１カム５５は、図８に示すように前後対称の形状であって、第１カム軸５５ａが貫通する貫通孔５５ｂを中心にして前方および後方に延びる前後の翼部５５ｃと、貫通孔５５ｂの右側に突出するカム部５５ｄとを有している。前後の翼部５５ｃは、前方および後方に向かうにしたがってともに斜め左側に延びている。これら翼部５５ｃの基端部には、上下方向および左側に開放する円弧状の凹部５５ｅが形成されており、この凹部５５ｅに、上下方向に延びる位置伝達ピン５６が係脱可能に係合するようになっている。カム部５５ｄの先端は、円弧状の曲面に形成されている。

位置伝達ピン５６は、バルブフレーム５１の上方に配されたホルダ５７を介して上記前上側可動軸３６に連結されている。したがって、位置伝達ピン５６はエアサスペンション１の伸張・縮小に伴って前後移動する前上側可動軸３６と一体に前後移動する。ホルダ５７は、前上側可動軸３６を軸に回転可能、かつ前上側可動軸３６に沿って左右方向にスライド可能となっている。バルブフレーム５１の上板５１Ｂの上面であってホルダ５７の両側には、左右一対のガイド壁部５８Ａ，５８Ｂが設けられている。位置伝達ピン５６が前後移動すると、第１カム５５は位置伝達ピン５６に押し引きされて図８に示すように第１カム軸５５ａを支点として回転する。第１カム５５は図８（ｃ）に示すようにカム部５５ｄが左右方向に平行で前後対称の時が中立状態とされる。

図８に示すように、バルブ７０の筐体７１における各弁棒７２Ａ，７３Ａの間には、第１カム軸５５ａと前後方向の位置が同じであって上下方向に延びる第２カム軸５９ａを介して、第２カム（バルブ開閉手段）５９が回転可能に支持されている。この第２カム５９は第１カム５５と同様に前後対称な形状であって、第２カム軸５９ａの両側（前後）に、各弁棒７２Ａ，７３Ａの先端に対向し、かつ第２カム５９の回転に応じて各弁棒７２Ａ，７３Ａを押す押し部５９ｃがそれぞれ形成されている。

第２カム５９の左側の端部には、第１カム５５のカム部５５ｄの先端が摺動可能に嵌合する円弧状の凹部５９ｂが形成されている。第１カム５５が、図８（ｃ）に示すように中立状態の時には第２カム５９も中立状態となり、この時、前後の押し部５９ｃは突出状態の各弁棒７２Ａ，７３Ａの先端に接触するのみの状態となる。そして、第１カム５５が中立状態から図８で時計回りに回転すると、図８（ｂ）に示すようにカム部５５ｄに押されて第２カム５９が第２カム軸５９ａを支点に反転させられ、給気弁棒７２Ａが押し部５９ｃに押されてバルブ７０は給気状態となる。また、第１カム５５が中立状態から反時計回りに回転すると、図８（ｄ）に示すようにカム部５５ｄによって第２カム５９が逆方向に反転させられ、排気弁棒７３Ａが押し部５９ｃに押されてバルブ７０は排気状態となる。

図６および図７に示すように、バルブ７０の筐体７１の左側（図６および図７で下側）の後部には係止片７１ａが形成されており、この係止片７１ａに、後方に延びるケーブル８１が係止されている。このケーブル８１が引っ張られるとバルブ７０は圧縮コイルばね５３ａに抗して後方に動かされ、ケーブル８１による引っ張り力を緩めると圧縮コイルばね５３ａによってバルブ７０は前方に移動する。ケーブル８１の操作は、サイドフレーム２に取り付けられたダイヤル（操作部）６１を乗員が回転させることによってなされる。ダイヤル６１には、回転操作を停止した位置で回転を停止させるブレーキ機構６１ａが設けられており、ダイヤル６１の回転操作を停止するとケーブル８１が固定されてバルブ７０の前後移動が停止するようになされている。ケーブル８１は、係止片７１ａから後方に延ばされた後、適宜に巻回されて取り回されてダイヤル６１に係止されている。

このようにケーブル８１によってバルブ７０が前後移動することによっても、バルブ７０は給気や排気の状態になる。すなわち、バルブ７０が前方に移動すると、第１カム軸５５ａが前方に移動するため第１カム５５が図８（ｄ）に示すように反時計回りに回転し、反転した第２カム５９の押し部５９ｃで排気弁棒７３Ａが押されてバルブ７０は排気状態となる。また、バルブ７０が後方に移動すると、第１カム軸５５ａが後方に移動するため第１カム５５が図８（ｂ）に示すように時計回りに回転し、反転した第２カム５９の押し部５９ｃで給気弁棒７２Ａが押されてバルブ７０は給気状態となる。

上記のように位置伝達ピン５６はバルブ７０に対し前後方向に相対的に移動し、これによって第１カム５５を介して第２カム５９が回転してバルブ７０が開閉される。位置伝達ピン５６は、図８（ａ）、（ｅ）に示すようにバルブ７０に対して前後に大きく相対移動した時には第１カム５５の凹部５５から抜け出て第１カム５５の翼部５５ｃの左側面である空走面５５ｆを摺動する。この時、空走面５５ｆは前後方向にほぼ沿った状態となって第１カム５５は回転せず、したがって第２カム５９によるそれ以上の各弁棒７２Ａ，７３Ａの押し動作は起こらないようになっている。

ダイヤル６１が取り付けられサイドフレーム２には、エアスプリング４１に対する空気の供給・排出を強制的に、かつ急速に行うための給排気バルブ装置６２が設けられている。この給排気バルブ装置６２には、バルブ７０に接続された給気側エアチューブ８２と排気側エアチューブ８３が接続されており、また、上記空気供給源から圧縮空気が供給される。給排気バルブ装置６２によれば、バルブ操作部６２ａを給気側に操作すると給気側エアチューブ８２を介して圧縮空気がバルブ７０に送り込まれて上記給気弁７２に作用し、バルブ７０を介してエアスプリング４１に空気が供給されてシートが上昇する。また、バルブ操作部６２ａを排気側に操作すると排気側エアチューブ８３を介して圧縮空気がバルブ７０に送り込まれて上記排気弁７３に作用し、バルブ７０を介してエアスプリング４１から空気が排出され、シートが下降可能な状態になる。

図６および図７に示すように、バルブ７０の筐体７１の後端部には、左右方向に延びる長孔７１ｂが形成されたステー部７１ｃが突設されている。バルブフレーム５１の上板５１Ｂの上方には円板ギヤ５４が配されており、この円板ギヤ５４に設けられた上下方向に延びる偏心した回転軸５４ａが、上板５１Ｂの長孔５１ｂを貫通してステー部７１ｃの長孔７１ｂに回転可能、かつ長孔７１ｂに沿って摺動可能に組み込まれている。円板ギヤ５４は上記ガイド壁部５８Ａ，５８Ｂの間に配されており、左側のガイド壁部５８Ａの内面に形成された前後方向に延びるラックギヤ５８ａに噛み合っている。円板ギヤ５４および回転軸５４ａはバルブ７０と一体に前後移動し、前後移動する時には外周面の歯がラックギヤ５８ａに噛み合いながら、かつ、回転軸５４ａが長孔７１ｂに沿って左右に移動しながら転動する。

前上側可動軸３６と位置伝達ピン５６とを一体的に連結する上記ホルダ５７は円板ギヤ５４の前方に配されており、このホルダ５７の後端には、円板ギヤ５４の歯に噛合可能な左右方向に延びるラック状のロックギヤ５７ａが設けられている。図７（ａ），（ｂ）に示すように、ロックギヤ５７ａと円板ギヤ５４との間には、前上側可動軸３６の前後方向の位置に応じた所定の間隙が空くように設定されているが、エアサスペンション１が急激に伸張した場合には、前上側可動軸３６が急激に後退してホルダ５７のロックギヤ５７ａが円板ギヤ５４に噛み合う。すると、回転する円板ギヤ５４によって右側にスライドさせられたホルダ５７がガイド壁部５８Ｂに当たって前上側可動軸３６のそれ以上の後退が規制される。これによりエアサスペンション１がロックし、それ以上のシートの上昇が抑えられるようになっている。ホルダ５７のロックギヤ５７ａと円板ギヤ５４およびガイド壁部５８Ｂにより、急激なシートの上昇を規制するサスペンションアッパー方向ロック機構が構成されている。

本実施形態では、上記バルブフレーム５１、第１カム５５、第２カム５９、サスペンションアッパー方向ロック機構（ロックギヤ５７ａと円板ギヤ５４）およびバルブ７０を主体として、ハイト装置５０が構成されている。続いて、このハイト装置５０の作用を説明する。

（３）ハイト装置の機能
ハイト装置５０によると、シートを所望の高さに設定することができる“シート高さ設定機能”と、シートの高さが自動的に一定高さに保たれる“シート高さ一定機能”を有している。

（３−１）シート高さ設定機能
シート高さ設定機能は、ダイヤル６１を回転させ、ケーブル８１を介してバルブ７０を前後方向に移動させることにより実行させることができる。すなわち、シートを高くしたい時には、ダイヤル６１を、ケーブル８１が引っ張られる方向（図１でＵ方向）に回転させる。すると、バルブ７０が後方に移動させられる。これにより第１カム軸５５ａが後方に移動し、第１カム５５が図８（ｂ）に示すように時計回りに回転して反転した第２カム５９の押し部５９ｃで給気弁棒７２Ａが押され、バルブ７０が給気状態となる。バルブ７０が給気状態になるとエアスプリング４１に空気が供給され、エアサスペンション１が上方に伸張してシートが上昇する。ダイヤル６１の回転操作を止めると、シートはその時の高さに保持される。

一方、シートを低くしたい時にはダイヤル６１をＤ方向に逆回転させてケーブル８１による引っ張り力を緩める。すると、バルブ７０が圧縮コイルばね５３ａによって前方に移動させられる。これにより第１カム軸５５ａが前方に移動し、第１カム５５が図８（ｄ）に示すように反時計回りに回転して反転した第２カム５９の押し部５９ｃで排気弁棒７３Ａが押され、バルブ７０が排気状態となる。バルブ７０が排気状態になるとエアスプリング４１内の空気がバルブ７０から排出され、エアサスペンション１が下方に縮小してシートが下降する。ダイヤル６１の回転操作を止めると、シートはその時の高さに保持される。

（３−２）シート高さ一定機能
次に、シート高さ一定機能は、シートに乗員が着座した状態でシートが一定高さに保たれる機能である。すなわち、シートに乗員が着座すると、アッパーフレーム２０から下方に荷重を受けたエアサスペンション１が下方に縮小し、これに伴って前上側可動軸３６が前進する。すると、前上側可動軸３６にホルダ５７を介して連結されている位置伝達ピン５６も前進する。

位置伝達ピン５６が前進すると、図８（ｂ）に示すように第１カム５５が中立状態から時計回りに回転し、カム部５５ｄで押された第２カム５９が第２カム軸５９ａを支点に反転させられ、給気弁棒７２Ａが押し部５９ｃに押されてバルブ７０が給気状態となる。これによりエアスプリング４１に空気が供給され、エアサスペンション１が伸張してシートが上昇する。

シートが上昇したら前上側可動軸３６は後退し、今度は逆に図８（ｄ）に示すように位置伝達ピン５６で後方に押された第１カム５５が反時計回りに回転する。これにより反転した第２カム５９の押し部５９ｃで排気弁棒７３Ａが押されて排気状態となり、エアスプリング４１内の空気はバルブ７０から排出され、エアサスペンション１が下方に縮小してシートが下降する。

このようにリンク機構３０の伸縮に追従してエアスプリング４１に対する空気の供給／排出が繰り返されることにより、シートは上下に振動しながら自動的に一定高さに保たれる。シートが一定高さに保たれている時には、図８（ｃ）に示すように第１カム５５は中立となってエアスプリング４１に対する給排気はほとんど行われない状態となる。

また、サスペンションアッパー方向ロック機構によれば、シートから乗員が立ち上がって負荷が無くなった時、エアスプリング４１の力でエアサスペンション１は上方に伸張してシートが上昇するが、ホルダ５７のロックギヤ５７ａが円板ギヤ５４に噛合することによりシートの上昇高さが規制される。このため、シートから乗員が立ち上がる際に急激にシートが上昇して乗員に当たるといった不快な動きが防止される。

（４）ハイト装置の作用効果
次に、上記ハイト装置５０で得られる作用効果を説明する。

（４−１）配置の作用効果
本実施形態のハイト装置５０はアッパーフレーム２０の前部やや下方に配設されてアッパーフレーム２０に支持されており、シート高さ調節の時にはアッパーフレーム２０とともに上下動する。そして、バルブ７０を前後移動させてシート高さ調節を行うダイヤル６１、およびエアスプリング４１に対する空気の供給・排出を強制的に、かつ急速に行うための給排気バルブ装置６２も、サイドフレーム２を介してアッパーフレーム２０に支持されている。

そして、バルブ７０とダイヤル６１とをつなぐケーブル８１、およびバルブ７０と給排気バルブ装置６２とをつなぐエアチューブ８２，８３は、アッパーフレーム２０内あるいはアッパーフレーム２０の近傍においてアッパーフレーム２０と一体的に設置されている。このため、これらケーブル８１やエアチューブ８２，８３はアッパーフレーム２０の上下動の影響を受けない状態に安定して設置され、長さも最小限度で済む。その結果、ケーブル８１やエアチューブ８２，８３を的確に機能させることができる。また、長さが短くて済むため、コストダウンが図られる。

（４−２）第１カムの作用効果
バルブ７０の各弁棒７２Ａ，７３Ａを押してバルブ７０を開閉させる第２カム５９は、第２カム軸５９ａを支点として回転し、その回転作用で押し部５９ｃが各弁棒７２Ａ，７３Ａを押す構成であるが、この第２カム５９は、位置伝達ピン５６と、この位置伝達ピン５６が係合している第１カム５５が前後方向に相対移動することによって回転する第１カム５５のカム部５５ｄで押されることにより回転する。すなわち第２カム５９は位置伝達ピン５６から直接回転作用を受けず、第１カム５５を介して回転させられる。

この第１カム５５が介在することにより、バルブ７０に対する位置伝達ピン５６の前後方向の相対移動量に対する第２カム５９の回転量は、位置伝達ピン５６によって第２カム５９が直接回転させられる場合と比べると増幅される。したがって、押し部５９ｃで押される弁棒７２Ａ，７３Ａの押され量も増幅して大きなものとなる。ちなみにその増幅量は、カム部５５ｄが長いほど大きい。したがって第２カム５９の押し部５９ｃで各弁棒７２Ａ，７３Ａを確実に押すことができ、もってバルブ７０の開閉動作が確実になされてシート高さの調節が確実に行われる。

特に本実施形態では、リンク機構３０はＸリンク３４で構成されており、このようなリンク機構３０にあっては、可動軸３６，３８の前後移動量は伸張した状態と縮小した状態とでは、縮小状態の場合の方が小さい。例えば、エアサスペンション１が伸張してアッパーフレーム２０が最高位置付近にある状態において前上側可動軸３６の前後移動量が３ｍｍに対しアッパーフレーム２０の上下移動量が１２ｍｍだとした場合、エアサスペンション１が最も縮小してアッパーフレーム２０が最低位置付近にある状態では、前後移動量が７ｍｍで上下移動量が１２ｍｍになるといったように差が生じる。これはＸ型リンクの特性であり、換言すると、シート高さが低い場合ではシートの上下動が比較的鈍く、高い場合ではシートが比較的敏感に上下動するということである。

しかして本実施形態では、位置伝達ピン５６と第２カム５９との間に第１カム５５を介在させて第１カム５５の作動量を増幅させる構成であるため、特にシート高さが低くて上下動が比較的鈍い場合であって位置伝達ピン５６の相対的な前後移動量が小さい場合にも、第１カム５５が確実に回転し、バルブ７０の開閉動作が確実になされる。すなわち、Ｘ型のリンク機構３０を用いたエアサスペンション１においてきわめて有効なバルブ作動構造となっている。

（４−３）サスペンションアッパー方向ロック機構の作用効果
位置伝達ピン５６とバルブ７０とは前後方向に相対移動可能であり、相対移動した際に上記のようにバルブ７０の開閉がなされてシート高さが一定とされる。したがって位置伝達ピン５６と一体のホルダ５７のロックギヤ５７ａとバルブ７０に支持された円板ギヤ５４との間隔（以下、ロック作動距離）は、サスペンションアッパー方向ロック機構が非作動時には一定であると考えられる。しかしながら円板ギヤ５４の回転軸５４ａは偏心しているため、バルブ７０の前後移動量に対して円板ギヤ５４の移動量は変化する。すなわち、シート高さに応じてロック作動距離が変化する。

その原理を図９により説明すると、円板ギヤ５４の回転軸５４ａはバルブ７０とともに前後移動するため、回転軸５４ａが円板ギヤ５４の中心にある一般的な構成では、バルブ７０の移動量＝円板ギヤ５４の移動量である。この状態ではロック作動距離はシート高さに関係なく一定である。ところが回転軸５４ａが中心より距離ｒ偏心していると、円板ギヤ５４の移動量はバルブ７０の移動量＋（中心からの偏心距離ｒ×角度θ）となる。したがって、円板ギヤ５４の移動量は角度θが１８０°の時に最大の２ｒの増加となる。

このように円板ギヤ５４はバルブ７０の移動量に対して一定比率ではなく増大するように移動するため、シート高さによってロック作動距離が漸次変化する。この動作を利用して、本実施形態では、エアサスペンション１が最も縮小した低い位置でロック作動距離を最も短くし（図７（ａ））、シートが上昇するにつれてロック作動距離が長くなりエアサスペンション１が最も伸張した位置でロック作動距離を最も長くなる（図７（ｂ））ように設定されている。この設定により、シート高さに関係なくロックギヤ５７ａが円板ギヤ５４に噛み合うまでのサスペンションアッパー方向ロック機構の実質的な作動量をほぼ一定にすることができる。

特に、シート高さが低い場合にシートが急激に上昇することは乗員にシートが当たりやすいため望ましくない。円板ギヤ５４の回転軸５４ａが中心にある場合においてシート高さが低い状態では、ロック作動距離が比較的長いため、ロックギヤ５７ａが円板ギヤ５４に噛み合うシート停止高さが目標高さよりも高くなりがちであり、逆にシート高さが高い場合にはシート停止高さが目標高さよりも低くなりがちである。

図１０は、ダイヤル６１で操作するエアサスペンション高さの段数１〜９（１が最もシート高さが低く、９が最も高い）に対するサスペンションアッパー方向ロック機構が作動した際のシート停止高さ位置を示している。ここでは、目標停止高さに対し、円板ギヤ５４の回転軸５４ａが中心である一般的な構成では、シート高さが低い場合には停止高さが低く、シート高さが高い場合には停止高さが低い。しかしながら回転軸５４ａを偏心させた実施形態では、どのシート高さにおいても停止高さが目標高さに一致あるいは近傍にあり、サスペンションアッパー方向ロック機構を好ましく作動させることができる。

（５）サスペンションロック手段
次に、図１１〜図１４を参照して本発明に係るサスペンションロック手段１００について説明する。

（５−１）サスペンションロック手段の構成
図１１の符号２００は車両のフロアシートであり、このフロアシート２００上に、レールブラケット２０１を介して、前後方向に水平に延びる左右一対のシートレール２１０のロアレール２１１が固定されている。シートレール２１０は、ロアレール２１１と、ロアレール２１１上に前後方向に摺動可能に組み込まれたアッパーレール２１２とを備えたもので、アッパーレール２１２上に上記ロアフレーム１０のレールメンバー１１が固定される。上記シートは、アッパーレール２１２がロアレール２１１に沿って移動することによりアッパーレール２１２と一体的に前後方向の位置が調整される。

シートレール２１０間には、前後方向に延びるベースフレーム１０１が配設されている。このベースフレーム１０１は、図１２に示すように、後端部がロアフレーム１０を構成するフレーム板１０ａにステー１０２を介して固定され、前端部がロアフレーム１０を構成する横メンバー１２にステー１０３を介して固定されている。

ベースフレーム１０１の前端部には、左右方向に延びる回転軸１１５を介してギヤ付きアーム（第１のロック部材）１１０が図１２で矢印Ｃ−Ｄ方向に回転可能に支持されている。このギヤ付きアーム１１０の前端面は円弧状に形成されており、その周面に第１のギヤ１１１が形成されている。ギヤ付きアーム１１０の上端部には断面Ｕ字状のホルダ１１６が固定されている。このホルダ１１６は上記リンク機構３０の前下側可動軸３８に摺動可能に係合しており、前下側可動軸３８とともに前後に移動する。ギヤ付きアーム１１０は、エアサスペンション１が縮小して前下側可動軸３８が前進すると図１２でＤ方向に回転し、エアサスペンション１が伸張して前下側可動軸３８が後退するとＣ方向に回転する。

ギヤ付きアーム１１０の前方には上下方向に延びるロックギヤ（第２のロック部材）１２０が配設されている。このロックギヤ１２０は、下端部が、左右方向に延びる回転軸１２５を介してベースフレーム１０１に対し矢印Ｊ−Ｋ方向に回転可能に支持されている。ロックギヤ１２０の上端部はギヤ付きアーム１１０の第１のギヤ１１１に対向しており、その対向面には、ロックギヤ１２０がＪ方向に回転すると第１のギヤ１１１に噛み合い、Ｋ方向に回転すると第１のギヤ１１１から離れる第２のギヤ１２２が形成されている。

ロックギヤ１２０は、ロックギヤ１２０の前方に配設されてベースフレーム１０１に固定されたエアシリンダ（駆動部）１３０によってＪ方向に回転駆動される。エアシリンダ１３０はピストン１３１が上下に伸縮するようにベースフレーム１０１に固定されており、そのピストン１３１の先端とロックギヤ１２０の上端部とが、リンク１４０を介して連結されている。リンク１４０は、一端部および他端部がそれぞれピン１４１，１４２を介してロックギヤ１２０の上端部とピストン１３１の先端とにそれぞれ回転可能に結合されている。ピストン１３１側のピン１４２とギヤ付きアーム１１０の回転軸１１５には、レバー１５０の前端部および後端部が回転可能に支持されている。このレバー１５０は、前端部に掛けられたコイルばね１５５によって常に下方に付勢されている。したがってピストン１３１はレバー１５０を介して常に縮小するように付勢されている。

エアシリンダ１３０に空気が供給されると、図１３（ｂ）に示すようにコイルばね１５５に抗してピストン１３１が伸び、ロックギヤ１２０がＪ方向に回転して第２のギヤ１２２が第１のギヤ１１１に噛み合う。また、エアシリンダ１３０内から空気が抜けると、図１３（ａ）に示すようにコイルばね１５５の力でピストン１３１は縮小し、ロックギヤ１２０はＫ方向に回転して第２のギヤ１２２は第１のギヤ１１１から離れる。エアシリンダ１３０内へは、エアチューブ１３５を介して上記空気供給源から空気が供給される。

図１２に示すように、レバー１５０の前側のピン１４２は左右方向に延びており、このピン１４２の左右の端部には、前後方向に延びる左右一対のスナップばね１４５の前端部がそれぞれ掛けられている。これらスナップばね１４５の後端部は、ベースフレーム１０１の中間部に固定されたロッド１０４に掛けられている。スナップばね１４５は引っ張りばねであり、このスナップばね１４５により、レバー１５０が下方に回転してピストン１３１が縮小した図１３（ａ）の状態と、レバー１５０が上方に回転してピストン１３１が伸びた図１３（ｂ）の状態が保持される。レバー１５０がこれら２位置の中間の状態ではスナップばね１４５は最も伸びる中立状態となり、上方あるいは下方にレバー１５０が回転すると、その回転動作がスナップばね１４５でアシストされるようになっている。

本実施形態では、上記ギヤ付きアーム１１０、ロックギヤ１２０、エアシリンダ１３０、リンク１４０、コイルばね１５５およびスナップばね１４５によってサスペンションロック手段１００が構成されている。

エアシリンダ１３０に対する空気の供給／排出は、上記ダイヤル６１でなされる。図１４に示すように、ダイヤルの軸６１１はサイドフレーム２に固定されたマウント６１２に対し軸方向に沿って移動可能に貫通、支持されており、ダイヤル６１は、同図（ａ）に示すロック解除位置と（ｂ）に示すロック位置の２位置に位置付けられる。マウント６１２にはバルブ６１３が固定されており、このバルブ６１３に対して上記空気供給源から図示せぬエアチューブおよび供給管６１４を介して空気が送られる。またバルブ６１３には、エアシリンダ１３０に接続されている上記エアチューブ１３５が接続されている。バルブ６１３は、図示せぬ付勢部材でダイヤル６１の突出方向に付勢されて突出する弁棒６１５が押されると開き、付勢されて突出すると閉じた状態になる。

弁棒６１５は、マウント６１２に回転可能に支持されたアーム６１６がダイヤル６１で押されることにより作動させられる。アーム６１６は、回転軸６１７を介してマウント６１２に矢印Ｇ−Ｈ方向に回転可能に支持されており、その先端部にダイヤル６１の軸６１１が貫通して係合している。図１４（ｂ）に示すようにダイヤル６１を内側すなわちマウント６１２側に押し込んでロック位置に位置付けると、アーム６１６で弁棒６１５が押されバルブ６１３は開く。また、図１４（ａ）に示すようにダイヤル６１をマウント６１２から離れる方向に引き出してロック解除位置に位置付けると、弁棒６１５は突出しバルブ６１３は閉じる。

バルブ６１３が開状態とされると、空気供給源からバルブ６１３に達していた空気がエアチューブ１３５に流れ、エアシリンダ１３０に空気が供給される。これによりサスペンションロック手段１００はロックギヤ１２０の第２のギヤ１２２がギヤ付きアーム１１０の第１のギヤ１１１に噛み合い、ロック状態となる。このロック状態ではギヤ付きアーム１１０は回転がロックされ前下側可動軸３８は移動不能となる。したがってエアサスペンション１はロックされる。

一方、バルブ６１３が閉状態とされるとエアチューブ１３５への空気の供給が停止され、かつ、エアチューブ１３５内の空気が排出される。これによってエアシリンダ１３０内の空気もエアチューブ１３５から排出され、ピストン１３１が縮小する。これによりサスペンションロック手段１００はロックギヤ１２０がギヤ付きアーム１１０から離れ、アンロック状態となる。このアンロック状態ではギヤ付きアーム１１０は回転可能なので前下側可動軸３８は移動可能となり、エアサスペンション１を作動させることができる状態となる。

ダイヤル６１の軸６１１にはセレーション（操作部ロック手段）６１８が形成されており、軸６１１が貫通するマウント６１２の軸孔の内周面には、セレーション６１８が係合する係合部６１９（操作部ロック手段）が形成されている。ダイヤル６１がマウント６１２側に押し込まれてエアサスペンション１がロック状態となると、セレーション６１８が係合部６１９に係合してダイヤル６１は回転不能となる。したがってサスペンションロック手段１００でエアサスペンション１がロックされている時には上記バルブ７０を移動させてバルブ７０の開閉を行うことができないようになっている。

（５−２）サスペンションロック手段の作用効果
上記サスペンションロック手段１００によると、リンク機構３０の前下側可動軸３８の移動に伴って回転するギヤ付きアーム１１０の回転する範囲において第１のギヤ１１１にロックギヤ１２０の第２のギヤ１２２が噛み合うことにより、任意のシート高さでエアサスペンション１をロックさせることができる。

また、エアシリンダ１３０のピストン１３１とロックギヤ１２０とを直接は連結せずにリンク１４０を介して連結しているため、このリンク１４０の作用でロックギヤ１２０を回転させるエアシリンダ１３０の力を軽減させることが可能であり、小型化・軽量化が図られる。特に、レバー１５０の回転軸１５５とロックギヤ１２０のピン１４１とを結ぶ直線上、またはその直線のきわめて近傍にリンク１４０のピン１４１を配置するとロック解除の方向の分力を小さくすることができるため、効果を顕著に得ることができる。

また、空気供給源から空気が供給されるエアシリンダ１３０でロックギヤ１２０をロック方向に駆動するため、ロックギヤ１２０を駆動させる駆動源（例えばモータ等）を別途設ける必要がなく、小型化・軽量化が図られる。

さらに、ダイヤル６１でサスペンションロック手段１００をロック状態とした時にダイヤル６１は回転不能となり、バルブ７０の開閉はなされずエアスプリング４１は作動しない。このためサスペンションロック手段１００はエアスプリング４１が作動することでリンク機構３０の前下側可動軸３８から負荷を受けることがない。その結果、ロックギヤ１２０を作動させる操作力を小さくすることができる。

１０…ロアフレーム
２０…アッパーフレーム
３０…リンク機構
３８…前下側可動軸（位置伝達体）
４１…エアスプリング
４２…オイルダンパ
５０…ハイト装置（シート高さ調節手段）
５９…第２カム（バルブ開閉手段）
６１…ダイヤル（操作部）
７０…バルブ
１００…サスペンションロック手段
１１０…ギヤ付きアーム（第１のロック部材）
１１１…第１のギヤ
１２０…ロックギヤ（第２のロック部材）
１３０…エアシリンダ（駆動部）
１４０…リンク
６１８…セレーション（操作部ロック手段）
６１９…係合部（操作部ロック手段）

Claims (3)

1. ロアフレームと、
   このロアフレームの上方に配され、車両用シートを支持するアッパーフレームと、
   前記ロアフレームに対して前記アッパーフレームを上下動可能に支持し、アッパーフレームの上下動に伴い水平方向に移動してサスペンション高さ位置を伝達する位置伝達体を有するリンク機構と、
   空気供給源から空気が供給され、前記アッパーフレームが上方から受ける荷重を受けるとともに、アッパーフレームの高さを調節するエアスプリングと、
   このエアスプリングの振動を吸収するダンパと、
   前記位置伝達体に対して相対移動可能に設けられ前記エアスプリングに対する空気の供給・排出を行うバルブを有するとともに、前記相対移動が生じることによってこのバルブを開閉させるバルブ開閉手段を有する前記アッパーフレームの高さ位置を調節するシート高さ調節手段と、
   前記リンク機構の動作をロックして前記サスペンション高さ位置を固定するサスペンションロック手段と、
   を備えた車両用エアサスペンション式シート支持装置において、
   前記サスペンションロック手段は、
   前記位置伝達体に係合され該位置伝達体の移動に伴って動き、第１のギヤが形成された第１のロック部材と、
   駆動部によって駆動され、この駆動部によって駆動された時に前記第１のロック部材の前記第１のギヤに噛み合う第２のギヤを有する第２のロック部材と、
   を備え、
   前記第１のロック部材は前記位置伝達体の移動に伴って回転し、かつ、前記第２のロック部材は前記駆動部に駆動されると回転するように支持されており、前記第２のロック部材と前記駆動部とがリンクで連結されていること
   を特徴とする車両用エアサスペンション式シート支持装置。
2. 前記駆動部はエアシリンダであり、このエアシリンダに前記空気供給源から駆動用の空気が供給されることを特徴とする請求項１に記載の車両用エアサスペンション式シート支持装置。
3. 前記バルブを開閉させる操作部を有し、
   前記駆動部は該操作部で作動させられ、
   前記位置伝達体の移動をロックさせた作動時において、該操作部を操作不能として前記バルブの開閉を停止させる操作部ロック手段を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用エアサスペンション式シート支持装置。

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